Dengeli Toplanma Hatası Koruması

Küçük Jeneratörler için Dengeleme Toplanma Koruma Şeması

Dengeleme toplanma koruma şeması, özellikle diferansiyel ve kendini dengeleyen koruma sistemleri uygulanabilir olmayan durumlarda küçük jeneratörlerin korunması için kritik bir öneme sahiptir. Küçük jeneratörlerde, üç faz sarımının nötr uçları içten bir tek terminale bağlanır. Bu nedenle, nötr uç dışarıdan erişilemez olup, geleneksel koruma yöntemleri etkisiz hale gelir. İşte burada dengeli toplanma koruma şeması devreye girer ve toprak hatası karşı koruma sağlar. Bu şemanın sadece toprak hatasını tespit etmek üzere tasarlandığı, fakat faz arası hatalara karşı koruma sağlamadığı, ancak bu faz arası hatalar sonradan toprak hatasına dönüşürse bunu da tespit edebileceği önemlidir.

Dengeleme Toplanma Koruma Şemasının Bağlantısı

Dengeleme toplanma koruma şemasının uygulanması, akım transformatörlerinin (AT'ler) hassas bir yapılandırmasını gerektirir. Bu kurulumda, her bir jeneratör fazına AT'ler monte edilir. İkincil sarımları, başka bir AT'nin ikincil sarımıyla paralel olarak bağlanır. Bu ek AT, jeneratörün yıldız noktasını (nötr) toprağa bağlayan iletkene monte edilir. Koruma rölesi, tüm bu AT'lerin birleştirilmiş ikincil sarımlarına stratejik olarak bağlanır. Bu düzen, toprak hata koşulu sırasında oluşan akım dengesizliklerini izlemeyi sağlar, böylece röle potansiyel hataları hızlıca tespit edip tepki verebilir ve böylece küçük jeneratörü toprak hatası nedeniyle oluşabilecek hasarlardan korur.

Dengeleme Toplanma Koruma Şeması: İşlevsellik, Sınırlamalar ve Önemi

Genel Bakış ve Kapsam

Dengeleme koruma şemaları, belirli bir alanda toprak hatasına karşı koruma sağlamak üzere tasarlanmıştır, özellikle nötr taraf ve hat tarafı akım transformatörleri (AT'ler) arasında sınırlı bölgeye odaklanır. Bu hedefli koruma mekanizması, genellikle bir jeneratörün stator sarımlarında meydana gelen toprak hatasını tespit etmeyi amaçlar. Dikkat edilmesi gereken nokta, dış toprak hataları sırasında etkin olmamasıdır, bu nedenle bu şema aynı zamanda kısıtlı toprak hatası koruma şeması olarak da bilinir. Büyük jeneratörlerde, bu şema genellikle daha kapsamlı diğer koruma sistemlerinin yanı sıra ek bir koruma katmanı olarak uygulanır.

İşleyiş Mekanizması

Normal İşlem

Jeneratörün normal işlem koşullarında, akım transformatörlerinin ikincil sarımlarından geçen akımların toplamı tam olarak sıfırdır. Ayrıca, ikincilden nötr'e doğru hiçbir akım akışı yoktur. Sonuç olarak, şemayla ilişkilendirilen koruma rölesi devre dışı kalır, bu da sistemin herhangi bir hata koşulu olmadan çalıştığını gösterir.

Korunan Bölgedeki Hata

Korunan bölgede (hat tarafı AT'nin solundaki bölge) bir toprak hatası meydana geldiğinde, önemli bir değişiklik gerçekleşir. Hata akımı, akım transformatörlerinin birincil sarımlarından geçmeye başlar. Bu, kendi sırasıyla röle tarafından geçirilen karşılık gelen ikincil akımlara neden olur. Bu ikincil akımların büyüklüğü belirlenen bir eşik değerine ulaştığında, röle aktive olur, devre kesicinin tripleneerek hatalı jeneratör bölümüne izolasyon sağlar. Bu hızlı tepki, hatanın sonucunda jeneratörün hasar görmesini önlemeye yardımcı olur.

Korunan Bölgenin Dışındaki Hata

Korunan bölgenin dışında (hat tarafı AT'nin sağındaki bölge) bir hata meydana geldiğinde, elektriksel davranış farklıdır. Jeneratör terminalindeki akımların toplamı, nötr bağlantısında akan akıma eşittir. Bu denge, rölenin çalışma bobininden geçen net akım olmadığını sonuçlandırır. Sonuç olarak, röle çalışmaz ve sistem, hatanın dışsal olduğu ve jeneratörün korunan stator sarımlarının bütünlüğünü doğrudan tehdit etmediği varsayımı altında işlevini sürdürür.

Eksiler

Dengeleme toprak koruma şemasının birçok senaryoda etkili olmasına rağmen, belirgin sınırlamaları vardır. Bir hata, nötr terminaline yakın bir yerde veya nötr bağlama direnç veya dağıtım transformatörü aracılığıyla gerçekleştirilirse, akım transformatörünün ikincil sarımı üzerinden akan hata akımının büyüklüğü önemli ölçüde azalır. Bu tür durumlarda, bu azalmış akım, röleyi aktive etmek için gereken minimum akımdan (çekme akımı) daha düşük olabilir. Sonuç olarak, röle çalışmaz ve hata akımı, jeneratör sarımlarında süregelir. Bu uzun süreli hata akımı, aşırı ısınma, yalıtım bozulması ve potansiyel olarak ciddi jeneratör hasarlarına yol açabilir, bu da pratik uygulamalarda bu sınırlamaların anlaşılması ve ele alınmasının önemini vurgular.